Näringsämnen reglerar övergödningen
Alger och vattenväxter behöver näring för att växa och föröka sig. Om mer näringsämnen rinner ut i vattnet kommer tillväxten att öka, det vill säga havet blir eutrofierat. Det är dock inte bara mängden näringsämnen som är avgörande, utan också deras kvalitet och inbördes förhållanden.
Växter och alger kräver flera olika näringsämnen för sin tillväxt. De flesta ämnen finns i överflöd i havsvatten. Det finns dock en brist på vissa näringsämnen och tillgången på dem avgör hur mycket växter och alger kan växa och föröka sig. Om tillgången på ett väsentligt näringsämne minskar hämmas algernas tillväxt, även om andra näringsämnen finns tillgängliga.
Näringsämnen som reglerar växt- och algproduktionen kallas tillväxtbegränsande näringsämnen eller begränsande faktorer. I vattenekosystem är det begränsande näringsämnet vanligtvis antingen fosfor eller kväve eller båda tillsammans. Vattenväxter och alger konkurrerar hårt om dessa näringsämnen.
Vid bekämpning av övergödning är vi på säker bas då vi reducerar utsläppen av både kväve och fosfor i vattnet. Vanligen är det ändå bra att veta vilket näringsämne är kritiskt, så att insatser kan fokuseras på det.
Det begränsande näringsämnet varierar beroende på havsområde
Den begränsande faktorn kan identifieras när man vet hur mycket organismerna använder olika näringsämnen för sin tillväxt. Växtplankton behöver kväve 15-20 gånger mer än fosfor för sin tillväxt. Detta beror på att det naturliga förhållandet mellan mängden kväve och fosfor är optimal för växtplankton när vattnet innehåller lösligt oorganiskt kväve och fosfor i ett atomförhållande på 15:1-20:1. Om det finns mer kväve i förhållande till fosfor är det begränsande näringsämnet fosfor – ifall mindre är det begränsande näringsämnet kväve.
Världshaven är vanligtvis kvävebegränsade, dvs. kvävet är det minst förekommande näringsämnet. Inlandsvatten är däremot vanligtvis fosforbegränsade.
I Östersjöns bräckta vatten är situationen mer komplicerad. Bottenviken beter sig som inlandsvatten och är starkt fosforbegränsad, medan Finska viken är kvävebegränsad förutom den allra östligaste delen av viken. Bottenhavet varierar från svagt kvävebegränsat till fosforbegränsat.
Oorganiska och organiska föreningar
Både kväve och fosfor finns i olika former, som kan användas av alger på olika sätt. Det är säkert känt att alger direkt kan använda lösta oorganiska föreningar. Oorganiska kväveföreningar i vatten inkluderar ammoniak, nitrater och nitriter – på motsvarande sätt inkluderar fosfor fosfater.
Största delen av den totala mängden fosfor i Östersjön består av oorganiska fosfater. Det lösta kvävet är däremot mest i biologisk form, dvs. som organiska föreningar. Det är inte exakt känt i vilken utsträckning alger kan använda organiska kväveföreningar.
Vinterns näringshalter talar om övergödningens utveckling
Information om eutrofieringsutvecklingen i Östersjön fås genom övervakning av kväve- och fosforhalterna i vattnet. I praktiken innebär det regelbundna mätningar av fosfat- och nitrathalterna i vattnet.
Uppgifterna om vinterns fosfat- och nitrathalter i ytvattnet tjänar bäst långtidsövervakningen. På vintern, när vattenmassan är omblandad, finns bara ett fåtal växtplanktonarter som konsumerar näringsämnen. Då inga organismer förbrukar näringsämnen är vattnets näringshalter som högst.
Vårens tillväxtspurt
På våren tas näringsämnena i bruk. När ljuset ökar och vattnet börjar värmas upp aktiveras växtplanktontillväxten. Överflödet av näringsämnen säkerställer att planktonmängden mångdubblas på en kort tid. Mängden växtplankton i havet är högre på våren än någon annan tid på året.
Djurplankton som betar på växtplankton får också njuta av överflödet. Djurplanktonets sammansättning och olika egenskaper har stor inverkan på hur den marina näringsväven är uppbyggd. Ju mer havet är övergött – ju mer näring har samlats i havsvattnet – desto rikligare expanderar näringsväven.
Förr eller senare börjar dock fosforn eller kvävet ta slut i vattnet. Växtplanktonmängderna minskar och knappare tider kommer också för djurplankton. Bakterierna som bryter ner döda organismer fortsätter däremot sitt arbete. Nedbrytningen går långsamt, men med tiden släpper bakterierna ut näringsämnen tillbaka till kretsloppet. Övergödningens onda cirkel fortsätter.
Blågröna alger får kväve från kvävgas löst i vattnet
De säregna blågröna algerna kan binda atmosfärisk kvävgas löst i vatten. Blågröna alger behöver därför inte förbruka vattnets nitrater eller andra kväveföreningar. Däremot konsumerar de fosfor på samma sätt som andra alger.
Blågröna alger blomstrar bra i Finska viken och i de norra delarna av Östersjöns huvudbassäng, där det finns tillräckligt med fosfor och det begränsande näringsämnet är kväve. När andra planktonalger dör redan på försommaren på grund av kvävebrist, får blågröna alger övertaget. I dessa områden förekommer ofta stora ansamlingar av blågröna alger efter midsommar.
När de blågröna algerna dött och sönderfallit, frigörs det bundna kvävet ut i vattnet för att användas av andra grupper av alger. Då kan det begränsande näringsämnet i området ändras från kväve till fosfor.